¿Cómo funciona una prótesis mioeléctrica?

Según estudios realizados por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), en el año 2010 en México 664 mil personas sufrieron la pérdida de un pie, una pierna o un brazo; de ésta cifra el 35% corresponde a la pérdida de una de las manos. Actualmente estas cifras van en aumento no sólo por pérdida de miembros sino por déficit de motricidad de los mismos. (Hurtado, 2018)

Es por ello que en nuestra clínica de evaluación del pie en Puebla tenemos como objetivo valorar y atender a todos los pacientes que requieran un dispositivo ortoprotésico, con la mejor tecnología y con conocimientos clínicos adecuados para que la rehabilitación se complete en un 100%.

Durante el año de 1960, en Rusia se desarrolló la primera prótesis mioeléctrica. Este tipo tan particular de prótesis cumplía sus funciones con la contracción de los músculos, después de haber captado los datos por medio de sensores, se amplificaban y enviaban a los actuadores de la prótesis. Las prótesis mioeléctricas son manipuladas y controladas por un medio externo, el cual sintetiza las señales y las envía a la tarjeta de control. Estas son hoy el miembro con más alto grado de rehabilitación, ya que no necesitan de arneses o medios de suspensión. Estas prótesis están basadas en el concepto de que siempre y cuando un músculo se contraiga, se puede producir una señal eléctrica bastante pequeña. Hay sensores que entran en contacto con la piel para poder registrar la señal de contracción. Actualmente existen en el mercado diferentes tipos de diseños de manos que funcionan con señales mioeléctricas tal como la CyberHand, que cuenta con dedos completamente articulados. En una clínica de prótesis en Puebla también puedes encontrar otras diferentes prótesis adecuadas a tu presupuesto y miembro perdido.

Las prótesis mioeléctricas son sistemas accionados por servomotores, estos son controlados por señales electromiografícas superficiales (EMGS), las cuales son intramusculares; existen sensores que pueden ser mediante agujas o electrodos colocados en el muñón del paciente, permitiéndoles de este modo capturar la señal superficialmente. Al estudio que se genera a la actividad eléctrica de los músculos se le denomina electromiografía. La contracción generada al cerrar la mano es mediante células que son activadas neurológicamente y se produce la señal eléctrica por la excitación expuesta en estas. Para concluir con este apartado se describe una de las manos más avanzadas desarrollada por investigadores del Instituto de Robótica y Mecatrónica del Centro Aeroespacial alemán, esta mano puede absorber altos impactos, tomando como ejemplo el ser golpeada con un bate de beisbol. Cuenta con 19 grados de libertad y es capaz de ejercer una fuerza de 30 Newtons. 

El control mioeléctrico es considerablemente el esquema de control más popular. Se desarrolla en el concepto de que siempre que un músculo en el cuerpo se contrae o se flexiona, se produce una pequeña señal eléctrica (EMG) que es creada por la interacción química en el cuerpo. Esta señal es demasiado pequeña (5 a 20 µV) Un micro-voltio es una millonésima parte de un voltio. Para poner esto de una forma más entendible, una bombilla eléctrica típica usa 110 a 120 voltios, de forma que esta señal es un millón de veces más pequeña que la electricidad requerida para alimentar una bombilla eléctrica. 

El uso de sensores llamados electrodos que entran en contacto con la superficie de la piel permite registrar la señal EMG. Una vez registrada, esta señal se amplifica y es procesada después por un controlador que conmuta los motores encendiéndolos y apagándolos en la mano, la muñeca o el codo para producir movimiento y funcionalidad.

Éste tipo de prótesis tiene la ventaja de que sólo requieren que el usuario mueva sus músculos para operarla, a diferencia de las prótesis que son manipuladas por el miembro y que requieren el movimiento general del cuerpo. Una prótesis controlada en forma mioeléctrica también elimina el arnés de suspensión usando una de las dos siguientes técnicas de suspensión: bloqueo de tejidos blandos-esqueleto o succión. Tienen como desventaja que usan un sistema de batería que necesita mantenimiento para su recarga, descarga, desecharla y reemplazarla eventualmente. Debido al peso de este sistema de batería y de los motores eléctricos, las prótesis accionadas por electricidad tienden a ser más pesadas que otras opciones protésicas. Una prótesis accionada por electricidad proporciona un mayor nivel de tecnología, pero a un mayor costo.

(UNAM)

Ventajas 

Las prótesis realizadas hasta estos tiempos con la mayor tecnología podemos notar que cada vez se acerca más a la práctica ideal como la de un miembro real. 

La utilización de sensores musculares podemos tener como el acoplamiento es básico es una cirugía base no es complicada como se indicó.

  Una mejora estética y la recuperación de un miembro perdido.

 Desventajas

No existen desventajas ya que al momento existen algunos programas de entrenamiento que pueden preparar al paciente mucho antes de tener la prótesis de una manera que el candidato cuando se encuentra inplantando su prótesis no presenta problema alguno y puede controlar todos los beneficios de la misma sin complicaciones.

Recordemos que al diseñar una prótesis con éxito, se tienen diferentes especificaciones a cumplir, al necesitar potencias tan altas, y no tener la posibilidad de conseguir una fuente portátil que nos proporcione la potencia deseada y que ademas sea de bajo peso, tamaño y costo, por su parte, existen clínicas de prótesis en Puebla que cuentan con planes de adquisición accesibles en otro tipo de prótesis; las prótesis de miembro inferior.

Los alambres musculares necesitan ser más estudiados y desarrollados para mejorar su funcionamiento en general, y de esta manera poder ser utilizados exitosamente en una prótesis de miembro superior. No se pueden despreciar las grandes ventajas que en general los materiales con memoria de forma poseen, por tal motivo es necesario experimentar no solo con los alambres musculares de nitinol, si no con los otros tipos de materiales de memoria de forma existentes. En un futuro, con el adecuado control y corriente requerida, estos materiales podrían ser los más utilizados en las prótesis, resolviendo así el problema actual de los actuadores y como consecuencia mejorar la funcionalidad y estética de las prótesis de miembro superior. (Dorado, 2004)

Nuestra clínica de evaluación del pie en Puebla cuenta con tecnología de punta para la evaluación y realización de prótesis personalizadas, te atendemos con gusto.

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Referencias

Dorado, J. (2004). Robótica y prótesis inteligentes. Revista digital Universitaria , Volumen 6 , Número 1. Obtenido de http://www.revista.unam.mx/vol.6/num1/art01/art01_enero.pdf

Hurtado, P. (2018). Diseño y construcción de un prototipo de prótesis. Obtenido de file:///C:/Users/Footlab/Downloads/Dialnet-DisenoYConstruccionDeUnPrototipoDeProtesisMioelect-6638697.pdf

UNAM. (s.f.). Protesis mioeléctricas. Revista UNAM, 1/1. Obtenido de http://www.revista.unam.mx/vol.6/num1/art01/art01-2d.htm